【實驗用品】
100毫升燒杯、研缽、坩堝,濃鹽酸、二氧化矽粉末、鎂粉、鎂條。
【實驗步驟】
在100毫升的燒杯中,注入20毫升水和20毫升濃鹽酸,配成濃度約18%的稀鹽酸備用。
稱取5克粉狀二氧化矽(煆燒過的細石英砂)於研缽中,再稱8克鎂粉也投入研缽,將它們研細混勻,倒入坩堝內。插一根約8厘米長的鎂條在混合物上,將鎂條周圍的粉狀混合物壓緊。點燃鎂條,鎂條的燃燒引起混合物劇烈燃燒,可使坩堝被灼燒得發紅。待坩堝冷卻後,用藥匙把燃燒後的產物輕輕地撒入配製好的稀鹽酸中,立即聽到劈劈啪啪的連續爆炸聲,並伴有點點閃閃的火花,燒杯的上方還會出現一縷縷的白煙,猶如鞭炮在水中燃放。
【實驗分析】
點燃鎂條時,使過量的鎂粉與二氧化矽發生劇烈的反應:
4Mg+SiO_2=2MgO+Mg_2Si
反應生成的矽化鎂與鹽酸作用生成矽烷。
Mg_2Si+4HCl=2MgCl_2+SiH_4↑
矽烷難溶於水,它逸出液麵遇到空氣能發生爆炸性自燃生成二氧化矽和水:
SiH_4+2O_2=SiO_2+2H_2O
所以液麵上發出劈劈啪啪鞭炮聲,並有較強的閃光。燃燒後產生的二氧化矽微粒懸浮在空氣中時,就形成了一縷縷的白煙。
知識點
石英砂
石英砂是一種非金屬礦物質,是一種堅硬、耐磨、化學性能穩定的矽酸鹽礦物,其主要礦物成分是二氧化矽,石英砂的顏色為乳白色或無色半透明狀。石英砂廣泛應用於玻璃、鑄造、陶瓷及耐火材料、冶煉矽鐵、冶金熔劑、冶金、建築、化工、塑料、橡膠等工業領域。
延伸閱讀
自燃是如何發生的
自燃是指可燃物在空氣中沒有外來火源的作用,靠自熱或外熱而發生燃燒的現象。根據熱源的不同,物質自燃分為自熱自燃和受熱自燃兩種。在通常條件下,一般可燃物質和空氣接觸都會發生緩慢的氧化過程,但速度很慢,放出的熱量也很少,同時不斷向四周環境散熱,不能像燃燒那樣發出光。如果溫度升高或其他條件改變,氧化過程就會加快,放出的熱量增多,不能全部散發掉就積累起來,使溫度逐步升高。當到達這種物質自行燃燒的溫度時,就會自行燃燒起來。